JPH09130236A - Pll oscillator and communication equipment - Google Patents

Pll oscillator and communication equipment

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JPH09130236A
JPH09130236A JP7285213A JP28521395A JPH09130236A JP H09130236 A JPH09130236 A JP H09130236A JP 7285213 A JP7285213 A JP 7285213A JP 28521395 A JP28521395 A JP 28521395A JP H09130236 A JPH09130236 A JP H09130236A
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phase
even harmonic
harmonic mixer
output
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Kenji Ito
健治 伊東
Kenichi Tajima
賢一 田島
Akio Iida
明夫 飯田
Mitsuhiro Shimozawa
充弘 下沢
Shigeo Yamanaka
重雄 山中
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To avoid fluctuation in the transmission characteristics of a phase locked loop(PLL) by using an even higher harmonic wave mixer with a built-in antiparallel diode pair, for which two diodes of inverse polarities are parallelly connected, as a phase comparator. SOLUTION: The even higher harmonic wave mixer is used as the phase comparator for outputting an error signal responded to phase difference between a reference oscillated wave fin and a feedback signal wave fm. The higher harmonic wave noise of this error signal is attenuated by a loop filter 4 and based on the error signal passed through the loop filter 4, an output wave fout is outputted from a voltage controlled oscillator 5. In this case, a high frequency signal and a locally oscillated wave are applied through a branching filter circuit 31 to an antiparallel diode pair 32, for which two diodes 32a and 32b of inverse polarities are parallelly connected, and a base band signal BB is extracted. Thus, the even-number order higher harmonic wave of LO and the odd-number order higher harmonic wave of conductance can be suppressed only by balancing the diode pair.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、外部から入力さ
れた基準発振波に同期した出力波を出力する位相同期発
振器および通信装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase-locked oscillator and a communication device that output an output wave synchronized with a reference oscillation wave input from the outside.

【0002】[0002]

【従来の技術】図21は例えば「フリクエンシィ シン
セサイザズ(Frequency Synthesiz
ers),第3版,379頁から380頁,バディム
マナースウィト著(Vadim Manassewi
t),ジョン ウイリィ アンドサンズ社出版(Joh
n Wiley&Sons)」に示された従来の位相同
期発振器を示す構成図であり、図において、1は位相同
期発振器(以下、PLLと言う)である。2は外部から
基準発振波finを入力する入力端子、3はそれら基準
発振波と逓倍器6からの帰還信号波fmとの位相差に応
じた誤差信号を出力する位相比較器、4はその誤差信号
の高周波ノイズを低減するループフィルタ、5はループ
フィルタ4を介した誤差信号に基づいて出力波fout
を出力する電圧制御発振器(以下、VCOと言う)、6
はVCO5の出力波の周波数をN倍する逓倍器、7はV
CO5の出力波を出力する出力端子である。
2. Description of the Related Art FIG. 21 shows, for example, "Frequency Synthesizers".
ers), 3rd edition, pp. 379-380, Badim.
Manner Switte (Vadim Manassewi
t), published by John Willy & Sons (Joh)
n Wiley & Sons) "is a configuration diagram showing a conventional phase-locked oscillator, in which 1 is a phase-locked oscillator (hereinafter referred to as PLL). Reference numeral 2 is an input terminal for inputting the reference oscillation wave fin from the outside, 3 is a phase comparator for outputting an error signal according to the phase difference between the reference oscillation wave and the feedback signal wave fm from the multiplier 6, and 4 is the error A loop filter 5 for reducing high frequency noise of the signal is an output wave fout based on the error signal passed through the loop filter 4.
Voltage controlled oscillator (hereinafter referred to as VCO) that outputs
Is a multiplier for multiplying the frequency of the output wave of the VCO 5 by N, and 7 is V
It is an output terminal for outputting the output wave of CO5.

【0003】次に動作について説明する。図21におい
て、外部から基準発振波finを入力端子2に入力する
と、出力端子7より周波数がN分の1に分周された出力
波fin/Nが出力される。この動作を具体的に説明す
れば、基準発振波finは、位相比較器3において、V
CO5の出力波foutの逓倍器6でN逓倍された帰還
信号波fmと位相比較される。基準発振波finと帰還
信号波fmとの位相差φに応じた誤差信号Voutが位
相比較器3から出力され、さらに、ループフィルタ4で
増幅され、ろ波した上で周波数制御電圧としてVCO5
に印加される。
Next, the operation will be described. In FIG. 21, when the reference oscillation wave fin is input from the outside to the input terminal 2, the output terminal 7 outputs the output wave fin / N whose frequency is divided into 1 / N. To explain this operation in detail, the reference oscillation wave fin is fed to the phase comparator 3 by V
The output wave fout of the CO 5 is phase-compared with the feedback signal wave fm multiplied by N in the multiplier 6. The error signal Vout corresponding to the phase difference φ between the reference oscillation wave fin and the feedback signal wave fm is output from the phase comparator 3, further amplified by the loop filter 4, filtered, and then VCO 5 as a frequency control voltage.
Is applied to

【0004】PLL1は基準発振波finと帰還信号波
fmの周波数が一致した場合に同期が安定化する。従っ
て、 fin = fm = N・fout ∵fout= fin/N (1) となる。このように、PLL1から基準発振波finの
1/Nの周波数が出力されPLL1が分周器として動作
することがわかる。
The PLL 1 stabilizes the synchronization when the frequencies of the reference oscillation wave fin and the feedback signal wave fm match. Therefore, fin = fm = N · fout∵fout = fin / N (1) Thus, it is understood that the frequency of 1 / N of the reference oscillation wave fin is output from the PLL1 and the PLL1 operates as a frequency divider.

【0005】また、PLL1を分周器として動作させる
利点は、PLL1が基準発振波finに対しあたかも狭
帯域の帯域通過フィルタとして動作する点にある。一般
に、PLLの開ループ利得をG(s)とすると、図21
のPLL1の入出力端子間の伝達利得H(s)は、 H(s) = G(s)/[N・{1+G(s)}] G(s) = N・Kv・Kp・F(s)/s (2) となる。ここで、KvはVCO5の感度、Kpは位相比
較器3の感度、F(s)はループフィルタ4の利得、s
はs=j ωで角周波数である。
An advantage of operating the PLL1 as a frequency divider is that the PLL1 operates as if it were a narrow band pass filter with respect to the reference oscillation wave fin. Generally, assuming that the open loop gain of the PLL is G (s), FIG.
The transfer gain H (s) between the input and output terminals of the PLL1 is H (s) = G (s) / [N · {1 + G (s)}] G (s) = N · Kv · Kp · F (s ) / S (2). Here, Kv is the sensitivity of the VCO 5, Kp is the sensitivity of the phase comparator 3, F (s) is the gain of the loop filter 4, and s
Is the angular frequency at s = j ω.

【0006】式(2)よりPLLの通過特性は図22に
示すようになる。図中、ループ帯域とは|G(s)|=
1となる周波数であり、中心周波数に対し、このループ
帯域が通過帯域となる。従って、図23に示すように、
雑音を含む入力波をPLLに入力すると、その出力波で
は雑音成分が減衰されている。このように、PLL構成
の分周器は単なる分周機能の他、ろ波機能をも有するた
め、例えば、回線雑音が高レベルである衛星通信での、
パイロット信号からの基準周波数再生などに用いられ
る。
From the equation (2), the pass characteristic of the PLL is as shown in FIG. In the figure, the loop band is | G (s) | =
The frequency is 1, and the loop band is the pass band with respect to the center frequency. Therefore, as shown in FIG.
When an input wave containing noise is input to the PLL, the noise component is attenuated in the output wave. Thus, since the frequency divider having the PLL configuration has not only a simple frequency dividing function but also a filtering function, for example, in satellite communication in which the line noise is at a high level,
It is used for reproducing the reference frequency from the pilot signal.

【0007】また、このようなPLL構成の分周器に用
いられる位相比較器としては、図24に示す一般的なダ
イオード平衡ミクサが報告されている。図24におい
て、11は4つのダイオード11a〜11dから成るリ
ングダイオード、12a、12bはバラン、13は入力
端子、14は逓倍器側端子、15は出力端子である。バ
ラン12により入力波finおよび逓倍器6の出力波N
・foutはリングダイオード11に給電される。これ
ら入力波finおよび出力波N・foutはダイオード
11a〜11dの非線形性によりアナログ乗算される。
このアナログ乗算により生じるfinとN・foutと
の混合波|fin−N・fout|は、バラン12で合
成され出力端子15に出力される。一方、finとN・
foutとはバラン12で相殺され、出力端子15には
出力されない。このように、フィルタを用いることな
く、混合波|fin−N・fout|を取り出せるた
め、小形な位相検波器を構成できる利点があり、一般に
良く用いられている。
A general diode balanced mixer shown in FIG. 24 has been reported as a phase comparator used in such a frequency divider having a PLL structure. In FIG. 24, 11 is a ring diode composed of four diodes 11a to 11d, 12a and 12b are baluns, 13 is an input terminal, 14 is a multiplier side terminal, and 15 is an output terminal. The balun 12 causes the input wave fin and the output wave N of the multiplier 6
-Fout is fed to the ring diode 11. The input wave fin and the output wave N · fout are analog-multiplied by the non-linearity of the diodes 11a to 11d.
The mixed wave | fin−N · fout | of fin and N · fout generated by this analog multiplication is combined by the balun 12 and output to the output terminal 15. On the other hand, fin and N
The balun 12 cancels out with fout and is not output to the output terminal 15. Since the mixed wave | fin−N · fout | can be taken out without using a filter in this way, there is an advantage that a small phase detector can be constructed, and it is generally used.

【0008】このような、位相比較器では、「ミキサー
ズ アズ フェイズ ディテクタ(Mixers as
phase detector),第5巻,1978
年WJ社発行」に記載されているように、ダイオード1
1a〜11dの特性が不揃いであると、各ダイオード1
1a〜11dでの整流電流が相殺されず、直流オフセッ
トとなってしまう。これは、図25に示すダイオード1
1a〜11dの直流特性の不一致、あるいはバラン12
a,12bの不平衡によるものである。
In such a phase comparator, the "mixers as phase detector (Mixers as
Phase detector), Volume 5, 1978
1 published by WJ, Inc., diode 1
When the characteristics of 1a to 11d are not uniform, each diode 1
The rectified currents in 1a to 11d are not canceled out, resulting in a DC offset. This is the diode 1 shown in FIG.
1a to 11d DC characteristic mismatch, or balun 12
This is due to the imbalance of a and 12b.

【0009】PLLとして動作させた場合、図26に示
すように、本来の理想的な状態では、ループフィルタの
直流利得が十分高いので、検波電圧Vpcが0V近傍で
あり位相差φが0度近傍である点が動作点となる。しか
し、直流オフセットが存在する位相比較器を用いたPL
Lでは、直流オフセットVdcを相殺するために動作点
が移動する。このとき、位相差φに対する検波電圧Vp
cの微係数で与えられる位相比較器の感度Kpは、位相
差φ=0での感度より低下する。つまり直流オフセット
電圧Vdcの値により位相比較器の動作点および感度K
pが変化し、その結果、PLLの伝達特性G(s)、H
(s)が変化する。
When operated as a PLL, as shown in FIG. 26, in the original ideal state, the DC gain of the loop filter is sufficiently high, so that the detection voltage Vpc is near 0 V and the phase difference φ is near 0 degrees. Is the operating point. However, a PL using a phase comparator with a DC offset
At L, the operating point moves to cancel the DC offset Vdc. At this time, the detected voltage Vp with respect to the phase difference φ
The sensitivity Kp of the phase comparator given by the differential coefficient of c is lower than the sensitivity when the phase difference φ = 0. That is, the operating point and sensitivity K of the phase comparator are determined by the value of the DC offset voltage Vdc.
p changes, and as a result, the transfer characteristics G (s), H of the PLL
(S) changes.

【0010】一般に、この直流オフセット電圧Vdc
は、ミクサのばらつきや、また同じミクサであっても温
度により変化するため、PLLの伝達特性は不安定にな
ってしまう。例えば、図27に示すように、高温時には
整流電流の増加により直流オフセット電圧Vdcが増加
し、そのため検波感度Kpが低下し、式(2)からも明
らかなように伝達特性G(s)が低利得となる。その結
果、高温時には図28に示すようにループ帯域が狭くな
り、雑音の抑制特性が変動してしまう。また、従来の構
成によるPLLでは、図29に示すように逓倍器6の出
力に、スプリアス成分を抑制するフィルタ20が必要と
なり、場合によっては装置が大形化してしまう。
Generally, this DC offset voltage Vdc
Varies depending on the mixer and even the same mixer changes depending on the temperature, so that the transfer characteristic of the PLL becomes unstable. For example, as shown in FIG. 27, at high temperature, the DC offset voltage Vdc increases due to the increase of the rectified current, which lowers the detection sensitivity Kp and lowers the transfer characteristic G (s) as apparent from the equation (2). It will be a gain. As a result, when the temperature is high, the loop band becomes narrow as shown in FIG. 28, and the noise suppression characteristic fluctuates. Further, in the PLL having the conventional configuration, as shown in FIG. 29, the output of the multiplier 6 requires the filter 20 for suppressing the spurious component, and the device becomes large in some cases.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】従来の位相同期発振器
は以上のように構成されているので、位相比較器に用い
られているダイオード11a〜11dの特性が不揃いで
あったり、ミクサのばらつきや、温度変化によって直流
オフセット電圧Vdcが変化するため、PLLの伝達特
性は不安定となり、ループ帯域が狭くなり、雑音の抑制
特性が変動するなどの課題があった。また、逓倍器6の
出力に、スプリアス成分を抑制するフィルタ20が必要
となり、場合によっては装置が大形化する課題があっ
た。さらに、逓倍数Nが増えると、逓倍器6の個数が増
加するため装置が大形化し、高価格となる課題があっ
た。
Since the conventional phase-locked oscillator is constructed as described above, the characteristics of the diodes 11a to 11d used in the phase comparator are not uniform, variations in the mixer, and the like. Since the DC offset voltage Vdc changes due to the temperature change, the transfer characteristics of the PLL become unstable, the loop band becomes narrow, and the noise suppression characteristics fluctuate. Further, the output of the multiplier 6 requires the filter 20 for suppressing the spurious component, and there is a problem that the device becomes large in some cases. Further, when the multiplication number N increases, the number of the multipliers 6 increases, so that the size of the device becomes large and the cost becomes high.

【0012】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、直流オフセット電圧による伝達特
性の変動を抑制すると共に、フィルタおよび逓倍器数を
低減する位相同期発振器を得ることを目的とする。ま
た、この発明は、小形化と共に、雑音特性の変動を抑制
する通信装置を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to obtain a phase-locked oscillator that suppresses fluctuations in transfer characteristics due to a DC offset voltage and reduces the number of filters and multipliers. And It is another object of the present invention to obtain a communication device that is compact and suppresses fluctuations in noise characteristics.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明に係
る位相同期発振器は、位相比較器として、逆極性の2つ
のダイオードを並列接続したアンチパラレルダイオード
ペアを内蔵した偶高調波ミクサを用いたものである。
A phase-locked oscillator according to a first aspect of the present invention uses an even harmonic mixer having a built-in anti-parallel diode pair in which two diodes of opposite polarities are connected in parallel as a phase comparator. It was what I had.

【0014】請求項2記載の発明に係る位相同期発振器
は、位相比較器として、リングダイオードと平衡・不平
衡変換回路とを内蔵した偶高調波ミクサを用いたもので
ある。
The phase-locked oscillator according to a second aspect of the present invention uses, as the phase comparator, an even harmonic mixer having a ring diode and a balanced / unbalanced conversion circuit built therein.

【0015】請求項3記載の発明に係る位相同期発振器
は、偶高調波ミクサの高周波信号として外部からの基準
発振波を用いると共に、その偶高調波ミクサの局部発振
波として電圧制御発振器からの出力波を用いたものであ
る。
According to the third aspect of the present invention, the phase-locked oscillator uses a reference oscillation wave from the outside as a high frequency signal of the even harmonic mixer and outputs the voltage controlled oscillator as a local oscillation wave of the even harmonic mixer. It uses waves.

【0016】請求項4記載の発明に係る位相同期発振器
は、偶高調波ミクサの高周波信号として電圧制御発振器
からの出力波を用いると共に、その偶高調波ミクサの局
部発振波として外部からの基準発振波を用いたものであ
る。
According to a fourth aspect of the present invention, a phase locked oscillator uses an output wave from a voltage controlled oscillator as a high frequency signal of an even harmonic mixer, and a reference oscillation from the outside as a local oscillation wave of the even harmonic mixer. It uses waves.

【0017】請求項5記載の発明に係る位相同期発振器
は、電圧制御発振器と偶高調波ミクサとの間に分周器を
接続したものである。
According to the fifth aspect of the present invention, the phase-locked oscillator has a frequency divider connected between the voltage controlled oscillator and the even harmonic mixer.

【0018】請求項6記載の発明に係る位相同期発振器
は、電圧制御発振器と偶高調波ミクサとの間に逓倍器を
接続したものである。
According to the sixth aspect of the present invention, the phase-locked oscillator has a multiplier connected between the voltage controlled oscillator and the even harmonic mixer.

【0019】請求項7記載の発明に係る位相同期発振器
は、電圧制御発振器と偶高調波ミクサとの間およびその
偶高調波ミクサの基準発振波の入力側のうち、少なくと
もどちらか一方にリミタを接続したものである。
According to a seventh aspect of the phase-locked oscillator of the present invention, a limiter is provided between at least one of the voltage controlled oscillator and the even harmonic mixer and / or the input side of the reference oscillation wave of the even harmonic mixer. It is connected.

【0020】請求項8記載の発明に係る位相同期発振器
は、電圧制御発振器と偶高調波ミクサとの間およびその
偶高調波ミクサの基準発振波の入力側のうち、少なくと
もどちらか一方にフィルタを接続したものである。
According to the eighth aspect of the present invention, in the phase locked oscillator, a filter is provided on at least one of the voltage controlled oscillator and the even harmonic mixer and / or the input side of the reference oscillation wave of the even harmonic mixer. It is connected.

【0021】請求項9記載の発明に係る位相同期発振器
は、偶高調波ミクサの出力側に50オームを越える終端
抵抗を接続したものである。
According to the ninth aspect of the present invention, the phase-locked oscillator has a termination resistance of more than 50 ohms connected to the output side of the even harmonic mixer.

【0022】請求項10記載の発明に係る通信装置は、
請求項1から請求項9のうちのいずれか1項記載の位相
同期発振器の位相比較器に、無線または有線回線の伝送
信号を基準発振波として入力するものである。
A communication device according to a tenth aspect of the invention is
A transmission signal of a wireless or wired line is input as a reference oscillation wave to the phase comparator of the phase locked oscillator according to any one of claims 1 to 9.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態1.図1において、1は位相同期発振器(以
下、PLLと言う)である。2は外部から基準発振波f
inを入力する入力端子、3はその基準発振波finと
帰還信号波fmとの位相差に応じた誤差信号を出力する
位相比較器であり、この実施の形態では、偶高調波ミク
サを用いている。4はその誤差信号の高周波ノイズを低
減するループフィルタ、5はループフィルタ4を介した
誤差信号に基づいて出力波foutを出力する電圧制御
発振器(以下、VCOと言う)、7はVCO5の出力波
を出力する出力端子である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below. Embodiment 1 FIG. In FIG. 1, reference numeral 1 is a phase-locked oscillator (hereinafter referred to as PLL). 2 is the reference oscillation wave f from the outside
An input terminal 3 for inputting in is a phase comparator that outputs an error signal according to the phase difference between the reference oscillation wave fin and the feedback signal wave fm. In this embodiment, an even harmonic mixer is used. There is. 4 is a loop filter for reducing high frequency noise of the error signal, 5 is a voltage controlled oscillator (hereinafter referred to as VCO) that outputs an output wave fout based on the error signal passed through the loop filter 4, and 7 is an output wave of the VCO 5. Is an output terminal for outputting.

【0024】次に動作について説明する。偶高調波ミク
サ30は、一般には「ハーモニック ミキシング ウイ
ズ アンアンチパラレル ダイオード ペア(Harm
onic mixing with an antip
ararallel diode pair),197
5年 IEEE発行,アイイーイーイー トランス オ
ン マイクロウェブ セオリー アンド テクニックズ
ボル エムティティ−23 ナンバー8 667頁か
ら673頁(IEEE Trans.Microwav
e theoryand techniques,vo
l.MTT−23,No.8,p677〜p673)」
に記載された図2に示す構成である。
Next, the operation will be described. The even harmonic mixer 30 is generally referred to as a "harmonic mixing with anti-parallel diode pair (Harm
onic mixing with an antip
arallall diode pair), 197
5 years, published by IEEE, IEEE Transon Microweb Theory and Techniques Vol. Emity-23 No. 8 667 to 673 (IEEE Trans. Microvav
e theory and techniques, vo
l. MTT-23, No. 8, p677-p673) "
2 has the configuration shown in FIG.

【0025】図2において、31は分波回路、32はア
ンチパラレルダイオードペア(以下、APDPと言う)
であり、APDP32は逆極性のダイオード32a、3
2bを並列接続した構成であり、一般には、このAPD
P32に分波回路31を介し高周波信号(以下、RFと
言う)と局部発振波(以下、LOと言う)とを加え、中
間周波信号(以下、IFと言う)を取り出す。この実施
の形態では、このIFの代わりにベースバンド信号(以
下、BBと言う)を取り出す。
In FIG. 2, 31 is a demultiplexing circuit, 32 is an anti-parallel diode pair (hereinafter referred to as APDP).
And APDP32 is a diode 32a, 3 of opposite polarity.
2b are connected in parallel, and this APD is generally used.
A high frequency signal (hereinafter referred to as RF) and a local oscillation wave (hereinafter referred to as LO) are added to P32 via the branching circuit 31, and an intermediate frequency signal (hereinafter referred to as IF) is taken out. In this embodiment, a baseband signal (hereinafter referred to as BB) is taken out instead of this IF.

【0026】この偶高調波ミクサ30にLOを加える
と、図3に示すように、半周期ごとにダイオード32
a、32bをオンして電流が流れるため、半周期ごとに
コンダクタンスが高まる動作をする。そのため、LOの
高調波は奇数次、コンダクタンスの高調波は偶数次しか
存在しない。且つこの2つのダイオード32a、32b
のバランスのみで、LOの偶数次、コンダクタンスの奇
数次の高調波は抑制できるため、バランの特性に依存す
る通常の平衡形のミクサと比較し、はるかに高い抑制が
可能である。ちなみにマイクロ波では通常の平衡形のミ
クサでは25dB程度の抑制であるが、偶高調波ミクサ
32では50dBから60dB抑制できる。この偶高調
波ミクサ30の出力周波数foutを式で表すと、
When LO is added to this even harmonic mixer 30, as shown in FIG.
Since a and 32b are turned on and a current flows, conductance increases every half cycle. Therefore, there are only odd harmonics of LO and even harmonics of conductance. And these two diodes 32a, 32b
Since the even harmonics of LO and the odd harmonics of conductance can be suppressed only by the balance of, it is possible to suppress much higher than that of a normal balanced mixer that depends on the characteristics of the balun. By the way, in the case of microwaves, the suppression is about 25 dB in a normal balanced mixer, but in the even harmonic mixer 32, it can be suppressed by 50 dB to 60 dB. When the output frequency fout of the even harmonic mixer 30 is expressed by an equation,

【0027】 fout = |m・frf±n・fp| (3) 但し、m、nは整数でかつ|m±n|は奇数 frfはRFの周波数、fpはLOの周波数である。従
って、通常用いる次数では、 fout = |frf−2fp| (4) となる。従って、半分のfpで動作させることができる
ため、引例文献をはじめ大半がマイクロ波、とりわけミ
リ波でのヘテロダイン構成の送受信機に適用されている
構成である。
Fout = | m · frf ± n · fp | (3) where m and n are integers and | m ± n | is an odd number frf is the frequency of RF and fp is the frequency of LO. Therefore, in a normally used order, fout = | frf-2fp | (4). Therefore, since it is possible to operate at half the fp, most of the references and other references are applied to microwaves, particularly millimeter-wave heterodyne transmitters / receivers.

【0028】このような偶高調波ミクサ30をPLLの
受信装置に適用した場合の周波数関係を図4に示す。式
(4)からも分かるように、PLLの位相同期時にはf
out=0となるので、LO(fp)はRF(frf)
のほぼ半分の周波数となる。つまり、2逓倍器の機能を
兼用しており、逓倍器を1つ不要とし、小形で安価にす
ることができる。
FIG. 4 shows the frequency relationship when such an even harmonic mixer 30 is applied to a PLL receiver. As can be seen from the equation (4), f is set during phase synchronization of the PLL.
Since out = 0, LO (fp) is RF (frf)
It is almost half the frequency. In other words, since it also has the function of the doubler, one multiplier is not required, and it is possible to reduce the size and cost.

【0029】このような偶高調波ミクサ30をPLLの
位相比較器に適用した場合、偶高調波ミクサ30の直流
オフセットは式(3)でm=0、n=0でm+n=0で
あり、これは偶数次とみなせるため強く抑制される。し
かも、先に説明したように通常のミクサと比較して、2
0dB以上低減されるため、実用上無視できる値とな
る。そのため、直流オフセットの存在によるPLLの変
動を抑制することができる。従来、この偶高調波ミクサ
30をPLLの位相比較器に適用した事例はない。今
回、偶高調波ミクサ30の低直流オフセット特性に着目
し、これをPLLの位相比較器に適用することにより、
位相同期ループを安定化できる効果を新たに見いだした
ものである。
When such an even harmonic mixer 30 is applied to a phase comparator of a PLL, the DC offset of the even harmonic mixer 30 is m = 0 in equation (3) and m + n = 0 in n = 0. This is strongly suppressed because it can be regarded as an even order. Moreover, as explained above, compared to a normal mixer, 2
Since it is reduced by 0 dB or more, it becomes a practically negligible value. Therefore, the fluctuation of the PLL due to the presence of the DC offset can be suppressed. Conventionally, there is no case where the even harmonic mixer 30 is applied to a phase comparator of a PLL. This time, focusing on the low DC offset characteristic of the even harmonic mixer 30, and applying this to the phase comparator of the PLL,
This is a new finding of the effect of stabilizing the phase locked loop.

【0030】また、偶高調波ミクサ30の具体的な構成
図を図5と図6に示す。図5において、34は先端開放
スタブ、35は先端短絡スタブ、36はRFチョーク、
37はDCカットである。図において、先端開放スタブ
34および先端短絡スタブ35はLO周波数で4分の1
波長、RF周波数で2分の1波長となり、アンチパラレ
ルダイオードペア32の端子で短絡あるいは開放となる
ため、RFとLOとを分波できる。また、RFとBBと
はRFチョーク36およびDCカット37とで分波する
構成である。
Further, a concrete configuration diagram of the even harmonic mixer 30 is shown in FIGS. In FIG. 5, 34 is an open tip stub, 35 is a short-circuited stub, 36 is an RF choke,
37 is a DC cut. In the figure, the tip open stub 34 and the tip short stub 35 are a quarter at the LO frequency.
Since the wavelength and the RF frequency are halved and the terminals of the anti-parallel diode pair 32 are short-circuited or open, RF and LO can be demultiplexed. Further, RF and BB are separated by the RF choke 36 and the DC cut 37.

【0031】図6において、38は集中定数化先端開放
スタブ、39は集中定数化先端短絡スタブである。図6
の偶高調波ミクサは、スタブを集中定数化した回路であ
り、インダクタやキャパシタの値を適当に設定すること
により同様の動作をする。これらのミクサをPLLの位
相検波器として用いた場合であっても同様の効果を奏す
る。
In FIG. 6, reference numeral 38 is a lumped constant tip open stub, and 39 is a lumped constant tip short stub. FIG.
The even harmonic mixer of is a circuit in which stubs are made lumped constants, and operates similarly by appropriately setting the values of inductors and capacitors. Even when these mixers are used as the phase detector of the PLL, the same effect can be obtained.

【0032】このように、この実施の形態においては、
位相検波器として、LOの2逓倍波とRFとの混合波を
出力することが可能な偶高調波ミクサを用いることによ
り、LOをRFの1/2とすることが可能となる。従っ
て、2逓倍器を1つ不要にでき、小形で低価格にでき
る。また原理的に奇数次の混合波しか生じないため、0
次成分である直流オフセットのレベルが極端に低く、位
相同期ループの伝達特性の温度などによる変動を回避で
きる。
Thus, in this embodiment,
By using an even harmonic mixer capable of outputting a mixed wave of a doubled wave of LO and RF as the phase detector, LO can be set to 1/2 of RF. Therefore, one doubler can be dispensed with, and the size and cost can be reduced. In principle, only odd-order mixed waves are generated, so 0
The level of the DC offset, which is the next component, is extremely low, and fluctuations in the transfer characteristics of the phase-locked loop due to temperature and the like can be avoided.

【0033】実施の形態2.実施の形態1では、アンチ
パラレルダイオードペア32を用いた偶高調波ミクサに
ついて示したが、偶高調波ミクサの構成としては、リン
グダイオードを用いても構成できる。図7はリングダイ
オードを用いた偶高調波ミクサを示す構成図であり、図
において、40は平衡・不平衡変換用バラン(平衡・不
平衡変換回路、180度分配器)、41はリングダイオ
ード、42はRF入力とBB出力の分波回路である。
Embodiment 2 FIG. Although the even harmonic mixer using the anti-parallel diode pair 32 has been described in the first embodiment, the even harmonic mixer can also be configured by using a ring diode. FIG. 7 is a block diagram showing an even harmonic mixer using a ring diode. In the figure, 40 is a balun for balanced / unbalanced conversion (balanced / unbalanced conversion circuit, 180-degree distributor), 41 is a ring diode, Reference numeral 42 is a branching circuit for RF input and BB output.

【0034】次に動作について説明する。この偶高調波
ミクサでは、LO入力を平衡・不平衡変換用バラン40
で180度分配し、リングダイオード41に加えてい
る。また、RF入力波を分波回路42を介し、LO端子
に対しアイソレーションが得られるリングダイオード4
1の直交する節点43に加える。リングダイオード41
内部で発生するLOの2倍波とRF入力波との混合波
は、節点43と地導体との間に発生し、分波回路42を
介し取り出すことができる。従って、実施の形態1で説
明したアンチパラレルダイオードペアを用いた構成のも
のと同様に動作し、同様の効果を奏する。また、LOと
RFの分波用スタブを用いないため、広い周波数帯域で
動作する偶高調波ミクサが得られると共に、小形化でき
る。従って、PLLとしても広帯域化および小形化でき
る。
Next, the operation will be described. In this even harmonic mixer, the balun 40 for balanced / unbalanced conversion is applied to the LO input.
180 ° and distributed to the ring diode 41. Further, the ring diode 4 which can isolate the RF input wave from the LO terminal through the branching circuit 42.
1 to the orthogonal node 43. Ring diode 41
A mixed wave of the second harmonic of LO generated internally and the RF input wave is generated between the node 43 and the ground conductor, and can be taken out via the branching circuit 42. Therefore, the same operation as that of the configuration using the anti-parallel diode pair described in the first embodiment is performed, and the same effect is obtained. Further, since the LO and RF demultiplexing stubs are not used, an even harmonic mixer operating in a wide frequency band can be obtained and the size can be reduced. Therefore, the PLL can be broadened and downsized.

【0035】以上の説明では、通常のリングダイオード
41を用いた偶高調波ミクサを示したが、図8に示すよ
うに、アンチパラレルダイオードペア44a〜44dを
リング状に接続したアンチパラレルリングダイオード
(リングダイオード)44であってもよく、同様の効果
を奏する。
In the above description, the even harmonic mixer using the ordinary ring diode 41 is shown, but as shown in FIG. 8, the anti-parallel ring diode (the anti-parallel ring diode (44a to 44d) connected in a ring shape ( The ring diode) 44 may be used, and the same effect is obtained.

【0036】このように、この実施の形態では、リング
ダイオードとバランとからなる偶高調波ミクサを用いる
ことにより、偶高調波ミクサを小形化し、広帯域化でき
る。
As described above, in this embodiment, the even harmonic mixer composed of the ring diode and the balun is used, whereby the even harmonic mixer can be downsized and the band can be widened.

【0037】実施の形態3.この実施の形態は、図9に
示すように、実施の形態1の偶高調波ミクサ30のLO
端子をVCO5に、RF端子を入力端子2に接続し、そ
して、VCO5の出力波foutの2倍波と入力波fi
nとの差周波成分を偶高調波ミクサ30から出力する構
成である。PLLとしては、2fout=finとなる
よう動作するため、結局、fout=fin/2とな
る。従って、PLL全体としては分周器としての機能を
有するもので、小形化やPLLの安定化などについては
実施の形態1と同様の効果を奏する。
Embodiment 3 In this embodiment, as shown in FIG. 9, the LO of the even harmonic mixer 30 of the first embodiment is changed.
The terminal is connected to the VCO 5 and the RF terminal is connected to the input terminal 2, and the second harmonic of the output wave fout of the VCO 5 and the input wave fi are connected.
The difference frequency component with respect to n is output from the even harmonic mixer 30. Since the PLL operates so that 2fout = fin, fout = fin / 2 is eventually obtained. Therefore, the PLL as a whole has a function as a frequency divider, and the same effects as those of the first embodiment can be obtained with respect to downsizing and stabilization of the PLL.

【0038】実施の形態4.この実施の形態は、図10
に示すように、実施の形態1の偶高調波ミクサ30のL
O端子を入力端子2に、RF端子をVCO5に接続し
て、外部からの入力波finの2倍波と出力波fout
との差周波成分を偶高調波ミクサ30から出力する構成
である。PLLとしては2fout=finとなるよう
動作するため、結局、fout=2・finとなる。従
って、PLL全体としては逓倍器としての機能を有する
もので、小形化やPLLの安定化などについては実施の
形態1と同様の効果を奏する。
Embodiment 4 FIG. This embodiment is shown in FIG.
As shown in, L of the even harmonic mixer 30 of the first embodiment is
By connecting the O terminal to the input terminal 2 and the RF terminal to the VCO 5, the second harmonic wave of the external input wave fin and the output wave fout are connected.
In this configuration, the difference frequency component between and is output from the even harmonic mixer 30. Since the PLL operates so that 2fout = fin, fout = 2 · fin is eventually obtained. Therefore, the PLL as a whole has a function as a multiplier, and the same effects as those of the first embodiment can be obtained in terms of downsizing and stabilization of the PLL.

【0039】実施の形態5.この実施の形態は、図11
に示すように、実施の形態1の偶高調波ミクサ30のL
O端子を入力端子2に接続すると共に、VCO5と偶高
調波ミクサ30のRF端子との間に分周器50を接続
し、外部からの入力波finの2倍波と出力波fout
のN分周波fout/Nとの差周波成分を偶高調波ミク
サ30から出力する構成である。PLLとしてはfou
t/N=2finとなるよう動作するため、結局、fo
ut=2N・finとなる。従って、PLL全体として
は逓倍器としての機能を有するもので、小形化やPLL
の安定化などについては実施の形態1と同様の効果を奏
する。また、図11の偶高調波ミクサ30のLO端子と
RF端子を入れ替えてもよく、fout=N・fin/
2となるが、その他は全く同様の効果を奏する。
Embodiment 5 This embodiment is shown in FIG.
As shown in, L of the even harmonic mixer 30 of the first embodiment is
The O terminal is connected to the input terminal 2, and the frequency divider 50 is connected between the VCO 5 and the RF terminal of the even harmonic mixer 30 so that the second harmonic wave of the external input wave fin and the output wave fout are connected.
The difference frequency component with the N divided frequency fout / N is output from the even harmonic mixer 30. Foo as a PLL
Since the operation is such that t / N = 2fin, after all, fo
ut = 2N · fin. Therefore, the PLL as a whole has a function as a multiplier, and it is possible to reduce the size and the PLL.
The same effects as those of the first embodiment can be obtained with respect to the stabilization and the like. Further, the LO terminal and the RF terminal of the even harmonic mixer 30 shown in FIG. 11 may be exchanged, and fout = N · fin /
2, the other effects are exactly the same.

【0040】実施の形態6.この実施の形態は、図12
に示すように、実施の形態1の偶高調波ミクサ30のR
F端子を入力端子2に接続するとともに、VCO5と偶
高調波ミクサ30のLO端子との間に逓倍器51を接続
し、外部からの入力波finと出力波foutのN逓倍
波N・foutの2倍波2N・fout差周波成分を偶
高調波ミクサ30から出力する構成である。PLLとし
ては2N・fout=finとなるよう動作するため、
結局、fout=fin/(2N)となる。従って、P
LL全体としては分周器としての機能を有するもので、
小形化やPLLの安定化などについては実施の形態1と
同様の効果を奏する。また、図12の偶高調波ミクサ3
0のLO端子とRF端子を入れ替えてもよく、fout
=2・fin/Nとなるが、その他は全く同様の効果を
奏する。
Sixth Embodiment This embodiment is shown in FIG.
As shown in, R of the even harmonic mixer 30 of the first embodiment is
The F terminal is connected to the input terminal 2, and the multiplier 51 is connected between the VCO 5 and the LO terminal of the even harmonic mixer 30 to output N-multiplied waves N · fout of the input wave fin and the output wave fout from the outside. The second harmonic 2N · fout difference frequency component is output from the even harmonic mixer 30. As the PLL operates so that 2N · fout = fin,
Eventually, fout = fin / (2N). Therefore, P
The LL as a whole has a function as a frequency divider,
With respect to downsizing and stabilization of the PLL, the same effects as those of the first embodiment are achieved. In addition, the even harmonic mixer 3 in FIG.
The LO terminal and RF terminal of 0 may be exchanged, and fout
= 2 · fin / N, but other effects are exactly the same.

【0041】実施の形態7.図13に偶高調波ミクサ3
0の局部発振電力に対する変換損を示す。通常の基本波
ミクサは飽和特性を呈し局部発振電力に対し安定した変
換損が得られるが、偶高調波ミクサ30は安定しない。
これはアンチパラレルダイオードペア32では局部発振
電力を高めると、ダイオード32a、32bの双方がオ
ンされる時間が長くなり、ついにはダイオード32a、
32bの双方がオンされるため、非線形性を失うことに
よって生じる現象である。そのため、温度などで局部発
振電力が変動すると、PLLの伝達利得が大きく変動す
る問題がある。また、この偶高調波ミクサ30へ入力す
るRFレベルに対し線形に出力レベルが変化し、やはり
PLLの伝達利得が大きく変動する。
Embodiment 7 FIG. Fig. 13 shows even harmonic mixer 3
The conversion loss with respect to the local oscillation power of 0 is shown. A normal fundamental mixer exhibits a saturation characteristic and a stable conversion loss can be obtained with respect to the locally oscillated power, but the even harmonic mixer 30 is not stable.
This is because when the local oscillation power is increased in the anti-parallel diode pair 32, the time during which both the diodes 32a and 32b are turned on becomes longer, and finally the diode 32a,
This is a phenomenon caused by the loss of non-linearity because both 32b are turned on. Therefore, if the local oscillation power fluctuates due to temperature or the like, there is a problem that the transfer gain of the PLL fluctuates greatly. Further, the output level changes linearly with respect to the RF level input to the even harmonic mixer 30, and the transfer gain of the PLL also largely changes.

【0042】そこで、この実施の形態によるPLLで
は、図14に示すように、偶高調波ミクサ30のRFお
よびLO入力端子の双方にリミタ52a、52bを設
け、偶高調波ミクサ30への入力レベル変動を抑制して
いる。図15にリミタ52a、52bの特性図を示す。
その結果、図16に示すリミタ付き偶高調波ミクサ30
の特性は、入力電力の変動に対しリミタ52a、52b
の効果で安定になる。また、リミタ52a、52bから
は高調波が多数出るため、図17のようにフィルタ53
を設け、高調波を抑制してもよい。また、以上の説明で
は偶高調波ミクサ30のRFおよびLO入力端子の双方
にリミタ52a、52bを設けているが、信号レベルの
変動量によっては、いずれか片方でもよく同様の効果を
奏する。
Therefore, in the PLL according to this embodiment, as shown in FIG. 14, limiters 52a and 52b are provided on both the RF and LO input terminals of the even harmonic mixer 30, and the input level to the even harmonic mixer 30 is set. It suppresses fluctuations. FIG. 15 shows a characteristic diagram of the limiters 52a and 52b.
As a result, the even harmonic mixer 30 with limiter shown in FIG.
The characteristic is that the limiters 52a and 52b respond to fluctuations in input power.
It becomes stable by the effect of. Further, since many harmonics are output from the limiters 52a and 52b, the filter 53 as shown in FIG.
May be provided to suppress harmonics. Further, although the limiters 52a and 52b are provided at both the RF and LO input terminals of the even harmonic mixer 30 in the above description, either one may have the same effect depending on the amount of signal level fluctuation.

【0043】実施の形態8.偶高調波ミクサ30への入
力波に不要波が存在すると、偶高調波ミクサ30で高次
の混合が行われるため、場合によっては帯域内にスプリ
アスが生じる場合がある。そこで、図18に示すPLL
では偶高調波ミクサ30のRFおよびLO入力端子の双
方にフィルタ54を設け、偶高調波ミクサ30へ入力す
る不要波を抑制している。そのため、PLLとしても不
要波のレベルを抑制できる効果がある。また、以上の説
明では偶高調波ミクサ30のRFおよびLO入力端子の
双方にフィルタ54を設けているが、入力波の不要波レ
ベルによっては、いずれか片方でもよく同様の効果を奏
する。
Embodiment 8 FIG. If an unwanted wave is present in the input wave to the even harmonic mixer 30, high-order mixing is performed in the even harmonic mixer 30, so that spurious may occur in the band depending on the case. Therefore, the PLL shown in FIG.
Then, a filter 54 is provided at both the RF and LO input terminals of the even harmonic mixer 30 to suppress unnecessary waves input to the even harmonic mixer 30. Therefore, there is an effect that the level of the unnecessary wave can be suppressed even in the PLL. Further, in the above description, the filters 54 are provided at both the RF and LO input terminals of the even harmonic mixer 30, but either one may be used depending on the unwanted wave level of the input wave, and the same effect can be obtained.

【0044】実施の形態9.一般にミクサ、特にダイオ
ードミクサを検波器として用いる場合、「ミクサーズ
アズ フェーズ ディテクタ(Mixers as p
hase detector),1978年 WJ社発
行,テク−ノート 第5巻,ナンバー1(Tech−n
ote vol.5,no.1)」に記載されているよ
うに50オームの終端抵抗Zoで終端したのち、その端
子電圧Voをベースバンド回路に出力する。
Embodiment 9 When using a mixer in general, and a diode mixer in particular, as a detector,
As Phase Detector (Mixers as p
has detector), published by WJ, 1978, Tech-Note Vol. 5, No. 1 (Tech-n)
ote vol. 5, no. 1) ”, the terminal voltage Vo is output to the baseband circuit.

【0045】これは、図24の構成のダイオードミクサ
では各端子が50オームであることを想定して設計され
ているからである。しかし、通常、演算増幅器を利用す
るベースバンド回路では、電力伝送でなく電圧伝送系を
想定しているため、50オームの終端抵抗Zoには整合
以外、意味をなさない。また、偶高調波ミクサ30は通
常のミクサと比較して、2次を用いる理由で変換損が1
dBから3dB程度高い。そこで、この実施の形態によ
るPLLの偶高調波ミクサ30では終端抵抗Zoを50
オームより高いインピーダンスとし、検波電圧Voの向
上をねらっている。
This is because the diode mixer configured as shown in FIG. 24 is designed assuming that each terminal is 50 ohms. However, normally, in a baseband circuit using an operational amplifier, a voltage transmission system is assumed instead of power transmission, and therefore, there is no meaning other than matching with the termination resistance Zo of 50 ohms. In addition, the even harmonic mixer 30 has a conversion loss of 1 compared to a normal mixer because the secondary harmonic is used.
It is about 3 dB higher than dB. Therefore, in the PLL even harmonic mixer 30 according to this embodiment, the terminating resistance Zo is set to 50.
The impedance is higher than ohms and the detection voltage Vo is improved.

【0046】図19にこの実施の形態の構成によるPL
Lの回路を示す。図中、55は終端抵抗Zo、56はバ
ッファ増幅器である。図20に終端抵抗Zoに対する検
波電圧Voを示す。偶高調波ミクサ30の場合、実験的
には200オーム程度まで高めると、電圧が約2倍とな
り、動作上は変換効率が改善された場合と同様の効果が
ある。従って、検波感度Kpを高めることができるた
め、PLLの安定化を図れる効果がある。
FIG. 19 shows a PL according to the configuration of this embodiment.
The circuit of L is shown. In the figure, 55 is a terminating resistor Zo, and 56 is a buffer amplifier. FIG. 20 shows the detected voltage Vo with respect to the termination resistance Zo. Experimentally, in the case of the even harmonic mixer 30, if the voltage is increased to about 200 ohms, the voltage is approximately doubled, and in operation, the same effect as in the case where the conversion efficiency is improved is obtained. Therefore, the detection sensitivity Kp can be increased, and the PLL can be stabilized.

【0047】実施の形態10.この実施の形態は、実施
の形態1から実施の形態9までに示したPLLを用いた
通信装置である。無線ないしは有線回線の伝送信号、例
えば、衛星より送出されるパイロット信号を基準信号と
し実施例1から実施例9までに示したPLLに入力す
る。そしてPLLによりパイロット信号に含まれる回線
雑音を抑制し、雑音が低レベルの基準クロックを出力す
ることができる。従って、実施の形態1から実施の形態
9までに示したPLLを適用しているため、これらの実
施の形態と同様、位相同期の安定化が可能で、小形化、
低価格化が図れる効果がある。
Embodiment 10 FIG. This embodiment is a communication apparatus using the PLL shown in the first embodiment to the ninth embodiment. A transmission signal of a wireless or wired line, for example, a pilot signal transmitted from a satellite is used as a reference signal and input to the PLL shown in the first to ninth embodiments. Then, the line noise included in the pilot signal can be suppressed by the PLL, and the reference clock having a low noise level can be output. Therefore, since the PLLs shown in the first to ninth embodiments are applied, the phase synchronization can be stabilized and the miniaturization can be achieved similarly to these embodiments.
There is an effect that the price can be reduced.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上のように、請求項1記載の発明によ
れば、位相比較器として、逆極性の2つのダイオードを
並列接続したアンチパラレルダイオードペアを内蔵した
偶高調波ミクサを用いるように構成したので、局部発振
波の2逓倍波と信号波との混合波を出力することが可能
な偶高調波ミクサを用いることにより、2逓倍器を1つ
不要にでき、小形で低価格にできる効果がある。また原
理的に奇数次の混合波しか生じないため、0次成分であ
る直流オフセットのレベルが極端に低く、位相同期ルー
プの伝達特性の変動を回避できる効果がある。
As described above, according to the first aspect of the present invention, as the phase comparator, the even harmonic mixer having the anti-parallel diode pair in which two diodes of opposite polarities are connected in parallel is used. Since it is configured, by using the even harmonic mixer capable of outputting the mixed wave of the doubled wave of the local oscillation wave and the signal wave, one doubler can be dispensed with, and the size can be reduced and the cost can be reduced. effective. Further, since only odd-order mixed waves are generated in principle, the level of the DC offset, which is the 0th-order component, is extremely low, which has the effect of avoiding fluctuations in the transfer characteristics of the phase-locked loop.

【0049】請求項2記載の発明によれば、位相比較器
として、リングダイオードと平衡・不平衡変換回路とを
内蔵した偶高調波ミクサを用いるように構成したので、
偶高調波ミクサを小形化および広帯域化にできる効果が
ある。
According to the second aspect of the present invention, the even-harmonic mixer having the ring diode and the balanced / unbalanced conversion circuit built therein is used as the phase comparator.
There is an effect that the even harmonic mixer can be miniaturized and widened in band.

【0050】請求項3記載の発明によれば、偶高調波ミ
クサの高周波信号として外部からの基準発振波を用いる
と共に、その偶高調波ミクサの局部発振波として電圧制
御発振器からの出力波を用いるように構成したので、位
相同期発振器全体で分周器として動作できる効果があ
る。
According to the third aspect of the invention, the reference oscillation wave from the outside is used as the high frequency signal of the even harmonic mixer, and the output wave from the voltage controlled oscillator is used as the local oscillation wave of the even harmonic mixer. With this configuration, there is an effect that the entire phase locked oscillator can operate as a frequency divider.

【0051】請求項4記載の発明によれば、偶高調波ミ
クサの高周波信号として電圧制御発振器からの出力波を
用いると共に、その偶高調波ミクサの局部発振波として
外部からの基準発振波を用いるように構成したので、位
相同期発振器全体で逓倍器として動作できる効果があ
る。
According to the fourth aspect of the present invention, the output wave from the voltage controlled oscillator is used as the high frequency signal of the even harmonic mixer, and the external reference oscillation wave is used as the local oscillation wave of the even harmonic mixer. With this configuration, there is an effect that the entire phase-locked oscillator can operate as a multiplier.

【0052】請求項5記載の発明によれば、電圧制御発
振器と偶高調波ミクサとの間に分周器を接続するように
構成したので、位相同期発振器全体で逓倍器として動作
する効果がある。
According to the fifth aspect of the invention, since the frequency divider is connected between the voltage controlled oscillator and the even harmonic mixer, there is an effect that the entire phase locked oscillator operates as a multiplier. .

【0053】請求項6記載の発明によれば、電圧制御発
振器と偶高調波ミクサとの間に逓倍器を接続するように
構成したので、位相同期発振器全体で分周器として動作
する効果がある。
According to the sixth aspect of the invention, since the multiplier is connected between the voltage controlled oscillator and the even harmonic mixer, there is an effect that the entire phase locked oscillator operates as a frequency divider. .

【0054】請求項7記載の発明によれば、電圧制御発
振器と偶高調波ミクサとの間およびその偶高調波ミクサ
の基準発振波の入力側のうち、少なくともどちらか一方
にリミタを接続するように構成したので、偶高調波ミク
サの入力波のレベルの変動に伴う位相同期発振器の伝達
特性の変動を抑制する効果がある。
According to the invention of claim 7, the limiter is connected to at least one of the input side of the reference oscillation wave of the even harmonic mixer and between the voltage controlled oscillator and the even harmonic mixer. With this configuration, there is an effect of suppressing fluctuations in the transfer characteristic of the phase-locked oscillator due to fluctuations in the level of the input wave of the even harmonic mixer.

【0055】請求項8記載の発明によれば、電圧制御発
振器と偶高調波ミクサとの間およびその偶高調波ミクサ
の基準発振波の入力側のうち、少なくともどちらか一方
にフィルタを接続するように構成したので、偶高調波ミ
クサでの不要波の発生を抑制する効果がある。
According to the eighth aspect of the invention, the filter is connected to at least one of the input side of the reference oscillation wave of the even harmonic mixer and between the voltage controlled oscillator and the even harmonic mixer. With this configuration, it is possible to suppress the generation of unnecessary waves in the even harmonic mixer.

【0056】請求項9記載の発明によれば、偶高調波ミ
クサの出力側に50オームを越える終端抵抗を接続する
ように構成したので、検波感度を高めると共に、位相同
期の安定度を高め、雑音を抑制する効果がある。
According to the invention described in claim 9, since the terminating resistance exceeding 50 ohms is connected to the output side of the even harmonic mixer, the detection sensitivity is enhanced and the stability of phase synchronization is enhanced. It has the effect of suppressing noise.

【0057】請求項10記載の発明によれば、請求項1
から請求項9のうちのいずれか1項記載の位相同期発振
器の位相比較器に、無線または有線回線の伝送信号を基
準発振波として入力するように構成したので、装置を小
形化でき、また、温度などの変動による雑音特性の変動
を抑制する効果がある。
According to the invention of claim 10, claim 1
Since the phase comparator of the phase-locked oscillator according to any one of claims 9 to 9 is configured to input a transmission signal of a wireless or wired line as a reference oscillation wave, the device can be downsized, and This has the effect of suppressing fluctuations in noise characteristics due to fluctuations in temperature and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1による位相同期発振
器を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a phase-locked oscillator according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態1による位相同期発振
器に用いる偶高調波ミクサを示す構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing an even harmonic mixer used in the phase locked oscillator according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 アンチパラレルダイオードペアの電流とコン
ダクタンスの特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram of current and conductance of an anti-parallel diode pair.

【図4】 位相同期発振器の周波数関係を示す特性図で
ある。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a frequency relationship of a phase locked oscillator.

【図5】 この発明の実施の形態1による位相同期発振
器に用いる偶高調波ミクサを具体的に示す構成図であ
る。
FIG. 5 is a configuration diagram specifically showing an even harmonic mixer used in the phase locked oscillator according to the first embodiment of the present invention.

【図6】 この発明の実施の形態1による位相同期発振
器に用いる偶高調波ミクサを具体的に示す構成図であ
る。
FIG. 6 is a configuration diagram specifically showing an even harmonic mixer used in the phase locked oscillator according to the first embodiment of the present invention.

【図7】 この発明の実施の形態2による位相同期発振
器に用いる偶高調波ミクサを示す構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram showing an even harmonic mixer used in the phase locked oscillator according to the second embodiment of the present invention.

【図8】 この発明の実施の形態2による位相同期発振
器に用いる偶高調波ミクサを示す構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram showing an even harmonic mixer used in the phase locked oscillator according to the second embodiment of the present invention.

【図9】 この発明の実施の形態3による位相同期発振
器を示す構成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram showing a phase-locked oscillator according to a third embodiment of the present invention.

【図10】 この発明の実施の形態4による位相同期発
振器を示す構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram showing a phase-locked oscillator according to a fourth embodiment of the present invention.

【図11】 この発明の実施の形態5による位相同期発
振器を示す構成図である。
FIG. 11 is a configuration diagram showing a phase-locked oscillator according to a fifth embodiment of the present invention.

【図12】 この発明の実施の形態6による位相同期発
振器を示す構成図である。
FIG. 12 is a configuration diagram showing a phase locked oscillator according to a sixth embodiment of the present invention.

【図13】 局部発振電力に対する偶高調波ミクサの変
換損の説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram of conversion loss of the even harmonic mixer with respect to local oscillation power.

【図14】 この発明の実施の形態7による位相同期発
振器を示す構成図である。
FIG. 14 is a configuration diagram showing a phase-locked oscillator according to a seventh embodiment of the present invention.

【図15】 リミタの特性図である。FIG. 15 is a characteristic diagram of a limiter.

【図16】 リミタ付き偶高調波ミクサの特性図であ
る。
FIG. 16 is a characteristic diagram of an even harmonic mixer with a limiter.

【図17】 リミタ出力のスペクトラムの特性図であ
る。
FIG. 17 is a characteristic diagram of a spectrum of a limiter output.

【図18】 この発明の実施の形態8による位相同期発
振器を示す構成図である。
FIG. 18 is a configuration diagram showing a phase-locked oscillator according to an eighth embodiment of the present invention.

【図19】 この発明の実施の形態9による位相同期発
振器の偶高調波ミクサの出力回路の構成図である。
FIG. 19 is a configuration diagram of an output circuit of an even harmonic mixer of a phase locked oscillator according to a ninth embodiment of the present invention.

【図20】 終端抵抗に対する検波電圧の特性図であ
る。
FIG. 20 is a characteristic diagram of the detection voltage with respect to the termination resistance.

【図21】 従来の位相同期発振器を示す構成図であ
る。
FIG. 21 is a configuration diagram showing a conventional phase locked oscillator.

【図22】 従来の位相同期発振器の伝達特性の特性図
である。
FIG. 22 is a characteristic diagram of transfer characteristics of a conventional phase locked oscillator.

【図23】 従来の位相同期発振器の出力スペクトラム
の特性図である。
FIG. 23 is a characteristic diagram of an output spectrum of a conventional phase locked oscillator.

【図24】 従来の位相同期発振器に用いられる位相比
較器を示す構成図である。
FIG. 24 is a configuration diagram showing a phase comparator used in a conventional phase locked oscillator.

【図25】 ダイオードの静特性の特性図である。FIG. 25 is a characteristic diagram of static characteristics of a diode.

【図26】 直流オフセットの影響を説明する説明図で
ある。
FIG. 26 is an explanatory diagram illustrating an influence of a DC offset.

【図27】 温度による位相同期発振器の伝達特性への
影響を説明する特性図である。
FIG. 27 is a characteristic diagram for explaining the influence of temperature on the transfer characteristic of the phase-locked oscillator.

【図28】 温度による位相同期発振器の伝達特性への
影響を説明する特性図である。
FIG. 28 is a characteristic diagram for explaining the influence of temperature on the transfer characteristic of the phase-locked oscillator.

【図29】 従来の位相同期発振器を示す構成図であ
る。
FIG. 29 is a configuration diagram showing a conventional phase locked oscillator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 位相同期発振器、5 電圧制御発振器、30 偶高
調波ミクサ、32 アンチパラレルダイオードペア、3
2a,32b ダイオード、40 平衡・不平衡変換用
バラン(平衡・不平衡変換回路)、41 リングダイオ
ード、44 アンチパラレルリングダイオード(リング
ダイオード)、50 分周器、51 逓倍器、52a,
52b リミタ、54 フィルタ、55 終端抵抗。
1 phase-locked oscillator, 5 voltage controlled oscillator, 30 even harmonic mixer, 32 anti-parallel diode pair, 3
2a, 32b diode, 40 balun for balanced / unbalanced conversion (balanced / unbalanced conversion circuit), 41 ring diode, 44 anti-parallel ring diode (ring diode), 50 frequency divider, 51 multiplier, 52a,
52b limiter, 54 filter, 55 termination resistor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下沢 充弘 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 山中 重雄 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Mitsuhiro Shimozawa 2-3-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Sanryo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Shigeo Yamanaka 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Ryo Electric Co., Ltd.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基準発振波を外部から入力する位相比較
器と、出力波を出力する電圧制御発振器とを備え、その
基準発振波と前記電圧制御発振器からの帰還信号波との
位相差に応じた誤差信号を前記位相比較器から出力し、
その誤差信号に基づいて前記基準発振波に同期した出力
波を前記電圧制御発振器から出力する位相同期発振器に
おいて、前記位相比較器は、逆極性の2つのダイオード
を並列接続したアンチパラレルダイオードペアを内蔵し
た偶高調波ミクサを用いたことを特徴とする位相同期発
振器。
1. A phase comparator for externally inputting a reference oscillating wave, and a voltage controlled oscillator for outputting an output wave, the phase comparator responsive to a phase difference between the reference oscillating wave and a feedback signal wave from the voltage controlled oscillator. Output the error signal from the phase comparator,
In the phase-locked oscillator that outputs an output wave synchronized with the reference oscillation wave from the voltage controlled oscillator based on the error signal, the phase comparator includes an anti-parallel diode pair in which two diodes of opposite polarities are connected in parallel. A phase-locked oscillator using an even harmonic mixer.
【請求項2】 基準発振波を外部から入力する位相比較
器と、出力波を出力する電圧制御発振器とを備え、その
基準発振波と前記電圧制御発振器からの帰還信号波との
位相差に応じた誤差信号を前記位相比較器から出力し、
その誤差信号に基づいて前記基準発振波に同期した出力
波を前記電圧制御発振器から出力する位相同期発振器に
おいて、前記位相比較器は、リングダイオードと平衡・
不平衡変換回路とを内蔵した偶高調波ミクサを用いたこ
とを特徴とする位相同期発振器。
2. A phase comparator for externally inputting a reference oscillating wave and a voltage controlled oscillator for outputting an output wave, the phase comparator responsive to a phase difference between the reference oscillating wave and a feedback signal wave from the voltage controlled oscillator. Output the error signal from the phase comparator,
In a phase-locked oscillator that outputs an output wave synchronized with the reference oscillation wave from the voltage controlled oscillator based on the error signal, the phase comparator includes a ring diode and a balanced diode.
A phase-locked oscillator using an even harmonic mixer including an unbalanced conversion circuit.
【請求項3】 偶高調波ミクサの高周波信号として外部
からの基準発振波を用いると共に、その偶高調波ミクサ
の局部発振波として電圧制御発振器からの出力波を用い
たことを特徴とする請求項1または請求項2記載の位相
同期発振器。
3. A reference oscillation wave from the outside is used as a high frequency signal of the even harmonic mixer, and an output wave from a voltage controlled oscillator is used as a local oscillation wave of the even harmonic mixer. The phase-locked oscillator according to claim 1 or claim 2.
【請求項4】 偶高調波ミクサの高周波信号として電圧
制御発振器からの出力波を用いると共に、その偶高調波
ミクサの局部発振波として外部からの基準発振波を用い
たことを特徴とする請求項1または請求項2記載の位相
同期発振器。
4. An output wave from a voltage controlled oscillator is used as a high frequency signal of the even harmonic mixer, and a reference oscillation wave from the outside is used as a local oscillation wave of the even harmonic mixer. The phase-locked oscillator according to claim 1 or claim 2.
【請求項5】 電圧制御発振器と偶高調波ミクサとの間
に分周器を接続したことを特徴とする請求項1から請求
項4のうちのいずれか1項記載の位相同期発振器。
5. The phase locked oscillator according to claim 1, further comprising a frequency divider connected between the voltage controlled oscillator and the even harmonic mixer.
【請求項6】 電圧制御発振器と偶高調波ミクサとの間
に逓倍器を接続したことを特徴とする請求項1から請求
項4のうちのいずれか1項記載の位相同期発振器。
6. The phase-locked oscillator according to claim 1, further comprising a multiplier connected between the voltage-controlled oscillator and the even harmonic mixer.
【請求項7】 電圧制御発振器と偶高調波ミクサとの間
およびその偶高調波ミクサの基準発振波の入力側のう
ち、少なくともどちらか一方にリミタを接続したことを
特徴とする請求項1から請求項6のうちのいずれか1項
記載の位相同期発振器。
7. A limiter is connected to at least one of an input side of a reference oscillation wave of the even harmonic mixer and between the voltage controlled oscillator and the even harmonic mixer. The phase-locked oscillator according to claim 6.
【請求項8】 電圧制御発振器と偶高調波ミクサとの間
およびその偶高調波ミクサの基準発振波の入力側のう
ち、少なくともどちらか一方にフィルタを接続したこと
を特徴とする請求項1から請求項7のうちのいずれか1
項記載の位相同期発振器。
8. A filter is connected to at least one of the input side of the reference oscillation wave of the even harmonic mixer and between the voltage controlled oscillator and the even harmonic mixer. Any one of claim 7
The phase-locked oscillator according to the item.
【請求項9】 偶高調波ミクサの出力側に50オームを
越える終端抵抗を接続したことを特徴とする請求項1か
ら請求項8のうちのいずれか1項記載の位相同期発振
器。
9. The phase-locked oscillator according to claim 1, further comprising a terminating resistance of more than 50 ohms connected to the output side of the even harmonic mixer.
【請求項10】 請求項1から請求項9のうちのいずれ
か1項記載の位相同期発振器の位相比較器に、無線また
は有線回線の伝送信号を基準発振波として入力すること
を特徴とする通信装置。
10. A communication characterized in that a transmission signal of a wireless or wired line is input as a reference oscillation wave to the phase comparator of the phase locked oscillator according to any one of claims 1 to 9. apparatus.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CZ307590B6 (en) * 2017-10-30 2018-12-27 František ŽÁK Method and connection for limiting the magnitude of the voltage between the node and ground in the AC power grid

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